일본국유철도 EF13형 전기기관차
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1. 개요
일본국유철도 EF13형 전기기관차는 제2차 세계 대전 중 군수물자 수송을 위해 개발된 전시형 전기기관차이다. 자재 절약을 위해 차체 전후에 보닛 형태의 기관실, 중앙부에 짧은 차체를 갖춘 독특한 "철(凸)형" 차체를 사용했으며, 전쟁 상황을 견딜 수 있도록 간소하게 설계되었다. 전후 개조를 통해 안전성을 높이고, EF58형의 차체를 사용하여 외관을 변경하기도 했다. 도카이도 본선 등에서 화물 열차를 견인했으며, 1977년부터 폐차되어 1979년에 전량 퇴역했다.
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2. 개발 배경 및 설계 특징
일본국유철도는 화물용 대형 전기기관차로 1934년부터 EF10형 전기기관차를 41량 제조했고, 1941년에는 출력을 높인 EF12형을 개발했다. 그러나 제2차 세계 대전 중 군수물자 수송을 위한 수송력 증강 요구와 전시 자재 부족 상황으로 인해, EF12형의 기능을 간략화한 대체 기관차의 필요성이 제기되었다. 이러한 배경에서 전시형 기관차인 EF13형이 개발되었다.
EF13형은 전시 설계의 전형적인 예로, 당시 전쟁 상황을 버텨낼 수 있는 수준으로 설계되었다. 외관상으로도 이러한 개념이 명확히 드러나는데, 전쟁 이전 국철 대형 전기기관차는 양쪽 끝 선륜 위의 데크 부분을 남기고 동륜 윗부분을 하나로 연결한 상자형 차체를 표준으로 했으나, EF13형은 사용 강재를 최대한 절약하기 위해 차체 전후에 보닛 형태의 기관실을, 중앙부에 짧은 차체를 갖춘 "철(凸)형" 차체를 사용했다. 또한, 제작 간소화를 위해 차체와 보닛 부분의 마무리 작업을 생략하여 직선 위주의 단순한 구조를 갖게 되었다. 외관에 대해서는 이상하고 초라하다는 부정적인 평가가 많았지만, 필요한 기능을 갖추고 불필요한 재료 소비를 배제한 디자인이 스위스 국철의 Ce 6/8 II형과 유사하며 웅장하고 기능미가 있다는 긍정적인 의견도 있었다. 철형 차체의 설계 장점으로는 승무원실이 차체 중앙에 가까워 차량 끝에 운전대가 있는 기존 전기 기관차보다 승무원의 이동이 적었다는 점을 들 수 있다. 그러나 외풍이 들어오는 열악한 환경임에도 승무원실 난방기가 설치되지 않아 기관사들에게는 운용이 고역이었다.
한편, 시국 상황에 따라 적 항공기의 기관총 소사에 대비하여 승무원실에 방탄 장비를 설치했다. 승무원실 측면 안쪽에 두께 13mm의 강판을 덧대고 외벽과의 사이에 모래를 채웠다.
전시 자재 부족으로 인한 악영향은 내부 모터, 통풍 기기, 보안 기기류의 배치, 장비와 함께 안전성을 희생한 간소화된 설계로 이어졌다. 극단적인 예로, 전자 장비 보호에 효과적인 고속도 차단기를 자재 절약 때문에 생략하고 퓨즈로 대체한 것을 들 수 있다. 대차 프레임의 차축 지지 구조도 기존 기관차에 장착되었던 완충 부재 부분을 제거하고 동력 전달축을 대차 프레임에 직접 연결했다. 이처럼 철저한 간소화를 실시했지만, 지나치게 부재를 생략한 결과 차체 중량이 가벼워지고 동륜상 축중이 부족해져, 축중 확보를 위해 16.4t에 달하는 콘크리트 블록을 설치했다.
EF12형의 최고 출력(1시간 정격 1,600kW) 등의 성능을 유지하는 것을 목표로 개발되어 명목상으로는 동등한 성능을 가진 것으로 알려졌지만, 간이 설계와 대체 부품의 잦은 사용 등의 악영향으로 인해 계획 성능을 달성하지 못하고, 실제 성능은 출력이 낮은 EF10형(1시간 정격 1,350kW) 수준으로 평가되었다. 제어 계통에서는 약계자계단 제어를 사용했으나, 주전동기의 수명이 단축된다는 이유로 이 기능은 63계 전철과 함께 사용 불가로 설정되었다. 조악한 구조로 인해 사고가 빈번했고 가동률도 낮아 현장 직원들에게는 "나무와 시멘트로 만든 기관차"라는 혹평을 받았다.
1944년, 도쿄 기관구 구내에서 열린 전시형 차량 전시회에 EF13형이 전시형 D52 증기기관차, 토키900형 무개화차와 함께 전시되었다. 당시 총리였던 도조 히데키가 시찰을 위해 방문하여 "수명은 얼마 정도인가?"라고 묻자, 입회한 설계 담당자 야야마 야스오(矢山康夫)는 곤혹스러웠지만 "대동아전쟁에서 이길 때까지는 버틸 수 있습니다."라고 대답하여 그 자리를 넘겼다고 한다.
전시 수송의 급증을 위해 간소화된 설계로 만들어졌지만, 전쟁 중 완성된 차량은 7량에 불과했다. 전후 1947년까지 제조가 계속되어 총 31량이 제조되었으며, 새롭게 개발된 EF15형 전기기관차가 증편되면서 본 형식의 제조는 종료되었다.
2. 1. 전시 설계
2. 2. 기술적 특징
2. 3. 일화
3. 개조
전후 1948년부터 약 1년에 걸친 제1차 개조를 통해 고속도 차단기의 신설, 공기상승식 PS14 팬터그래프로 교체 등 안전대책이 이루어졌다. 동시에 약계자단을 사용가능하게 개조되었다. 헤드라이트는 운전대 위에서 보닛 끝으로 이설되었다. 이 때 EF13에서 교환된 장비류의 구성은 신차량 EF58에 많이 도입되었다.
1953년부터 1957년까지 제2차 개조로 총 31량의 EF13의 옛 철형 차체를 폐하고 역시 31량분 발생한 EF58의 옛 상자형 차체로 교체하는 작업이 단행되었다. 이는 차량 양 끝에 데크를 가진 상자형 차체에서 신조된 EF58 1차형이 새로이 반(半) 유선형 차체로 개조받아 남는 옛 차체로 실시된 것이다. EF58 1차분의 구형 차체 치수는 EF13에 전용할 수 있는 크기였지만 대차 간 치수가 달라 약간의 조정이 있었다. 이 개조에서 EF13은 외관상 보통의 상자형 차체를 가진 화물전기기관차로 면모를 갖추었다. 25호기만 타 기관차에 있는 측면 중앙부의 창문 1개가 없다. 
EF13의 차량 번호와 EF13이 받은 EF58의 구형 차체 번호 조합에 대해서는, 우연히 일치한 5호기와 26호기 2량을 제외하고 공통이 아니다( 자세한 내용은 #EF13의 차량번호와 EF58의 차체번호의 조합을 참조). 한 가지 이유는 이 개조가 약 4년에 걸쳐 이루어졌기 때문이며 차체양도 당시 두 형식 모두 검사시기에 근접하는 차가 선정되었기 때문에 뒤죽박죽으로 이루어졌다. 이렇게 새로 개조된 EF13형은 운전실 칸막이 벽에 "EF58〇〇호에게 차체 양도받음", EF58은 "EF13〇〇호에 차체 양도"의 명판이 붙었다.
3. 1. 1차 개조 (1948년)
전후 1948년부터 약 1년에 걸쳐 제1차 개조를 통해 고속도 차단기를 신설하고, 공기상승식 PS14 팬터그래프로 교체하는 등 안전 대책이 강화되었다.[2][10] 동시에 약계자 제어 기능을 사용할 수 있도록 개선되었다. 헤드라이트는 운전대 위에서 보닛 끝으로 위치가 변경되었다. 이때 EF13에서 교체되어 장착된 장비 구성은 EF58 신차에 많이 도입되었다.[3]3. 2. 2차 개조 (1953년 ~ 1957년)
1953년부터 1957년까지 총 31량의 EF13형에 대한 2차 개조가 이루어졌다.[11] 이 개조는 EF13형의 '철(凸)'자형 차체를 폐기하고, EF58형의 구형 상자형 차체로 교체하는 작업이었다.[11] EF58형 1차형이 새로운 반(半) 유선형 차체로 개조되면서 남는 구형 차체를 활용한 것이다. EF58형의 구형 차체는 EF13형에 전용할 수 있는 크기였지만, 대차 간 거리가 달라 약간의 조정이 필요했다.[11]이 개조를 통해 EF13형은 외관상 일반적인 상자형 화물 전기기관차의 모습을 갖추게 되었다. 25호기는 다른 기관차와 달리 측면 중앙 창문이 하나 없다는 특징이 있다.
차체 교체는 양쪽 형식의 검사 시기에 맞춰 진행되었기 때문에, 차량 번호와 차체 번호의 조합이 일치하지 않는 경우가 많았다. 우연히 일치한 5호기와 26호기를 제외하면, 나머지 차량은 번호 조합이 일치하지 않는다.[11] 이는 약 4년에 걸쳐 개조가 이루어졌고, 두 형식 모두 검사 시기가 가까운 차량이 선정되었기 때문이다. 개조된 EF13형에는 "EF58〇〇호에게 차체 양도받음", EF58형에는 "EF13〇〇호에 차체 양도"라는 명판이 부착되었다.
4. 운용
도카이도 본선 등 주요 간선에서 화물 열차를 견인했으며, 주오 본선과 조에쓰선에서는 경사선 운용으로 여객 열차도 견인했다.[3][2] 특히 조에쓰선에서는 전후 복구 기간 동안 주력 기관차로 활약했다.[3] 1951년 6월 10일 시점의 EF13형 배치표는 다음과 같다.
1960년대 초반에는 신칸센 차량 수송에도 사용되었으며,[3][2] 1969년 7월 1일부터는 EF13 25호기가 강판 코일 전용 열차 "코일 강관호"를 운전했다. 주오 본선에서는 1970년대 초까지 여객 열차를 견인했으며, 겨울철에는 난방차를 연결하여 운행했다.[3]
전시 설계로 조기 폐차될 예정이었으나, 전후 운송력 부족으로 기관차 수요가 증가하여 연명하였다.[2] 정비 개조를 거쳐 도카이도 본선과 수도권 지역의 화물열차, 주오 본선의 여객열차 견인에 활용되었다. 만년에는 수도권 각선의 화물 열차용으로 사용되었지만, EF60형 등의 전입으로 1977년부터 폐차가 시작되었다. 1979년 2월 17일 다치카와 기관구의 24호기가 마지막으로 운용에서 제외되었고, 같은 해 11월 3호기의 폐차를 끝으로 전량 폐차되었다.[2] 현재 보존되는 차량은 없다.
4. 1. 노선 및 역할
도카이도 본선 등 주요 간선에서 화물 열차를 견인했으며, 주오 본선과 조에쓰선에서는 경사선 운용으로 여객 열차도 견인했다.[3][2] 특히 조에쓰선에서는 전후 복구 기간 동안 주력 기관차로 활약했다.[3] 1951년 6월 10일 시점의 EF13형 배치표는 다음과 같다.
1960년대 초반에는 신칸센 차량 수송에도 사용되었으며,[3][2] 1969년 7월 1일부터는 EF13 25호기가 강판 코일 전용 열차 "코일 강관호"를 운전했다. 주오 본선에서는 1970년대 초까지 여객 열차를 견인했으며, 겨울철에는 난방차를 연결하여 운행했다.[3]
전시 설계로 조기 폐차될 예정이었으나, 전후 운송력 부족으로 기관차 수요가 증가하여 연명하였다.[2] 정비 개조를 거쳐 도카이도 본선과 수도권 지역의 화물열차, 주오 본선의 여객열차 견인에 활용되었다. 만년에는 수도권 각선의 화물 열차용으로 사용되었지만, EF60형 등의 전입으로 1977년부터 폐차가 시작되었다. 1979년 2월 17일 다치카와 기관구의 24호기가 마지막으로 운용에서 제외되었고, 같은 해 11월 3호기의 폐차를 끝으로 전량 폐차되었다.[2] 현재 보존되는 차량은 없다.
4. 2. 배치
1951년 6월 10일 기준으로 EF13형은 도쿄, 다카사키, 니가타, 시즈오카 철도국에 배치되어 운용되었다. 배치표는 다음과 같다.
도카이도 본선 등의 화물 열차 견인 외에 주오 본선과 조에쓰선에서 여객 열차 견인에도 사용되었다. 특히 조에쓰선에서는 EF15형이 증비될 때까지 주력기로 활약했다. 1960년대 초반에는 신칸센 차량의 반입·회송에도 이용되었으며, 1969년 7월 1일부터는 EF13 25호기가 강판 코일 전용 열차 "코일 강관호"를 운전했다. 주오 본선에서는 1970년대 초까지 여객 열차를 견인했으며, 겨울에는 난방차를 연결하여 운용했다.
전시 설계로 조기 폐차될 예정이었으나, 전후 운송력 부족으로 연명하여 도카이도 본선과 수도권 지역의 화물열차, 주오 본선의 여객열차 견인에 활용되었다. 만년에는 수도권 각선의 화물 열차용으로 사용되었지만, EF60형 등의 전입으로 1977년부터 폐차가 시작되었다. 1979년 2월 17일 다치카와 기관구의 24호기가 마지막으로 운용에서 제외되었고, 1979년 11월 3호기를 마지막으로 모두 폐차되었다. 현재 보존되는 차량은 없다.
4. 3. 퇴역
EF13형 전기기관차는 1977년부터 폐차가 시작되어 1979년에 전량 퇴역했다.[2] 마지막 현역 기종이었던 다치카와 기관구의 24호기는 1979년 2월 17일에 운용에서 제외되었고, 오랫동안 휴차 상태였던 3호기도 같은 해 11월에 폐차되었다.[2] 만년에는 수도권 각 노선에서 화물 열차용으로 사용되었지만, EF60형 등의 전입으로 폐차가 진행되었다. 폐차 후에는 모두 해체되어 보존되는 차량은 없다.5. EF13형과 EF58형의 차체 번호 조합
EF13형과 EF58형의 차체 교체 시 차량 번호와 차체 번호의 조합은 일부를 제외하고 일치하지 않는다. 예를 들어 EF13형 1호기는 EF58형 4호기와, EF13형 2호기는 EF58형 23호기와 차체를 교환하는 식이다.
6. 한국과의 연관성 (별도 추가)
참조
[1]
간행물
機関車表 国鉄編II 電気機関車・内燃機関車の部
ネコ・パブリッシング RailMagazine
2008-10-01
[2]
웹사이트
現場が恐れた“危険な電気機関車”EF13形 資材節約しまくった「戦時設計」が長生きしたワケ
https://trafficnews.[...]
2022-07-06
[3]
서적
RM LIBRARY 126 国鉄EF13形（下）戦時型電機の生涯
http://www.amazon.co[...]
ネコパブリッシング
[4]
문서
[5]
문서
[6]
논문
戦時形電機EF13から復興電機EF15・16まで
2006-12-01
[7]
서적
SL甲組
ネコ・パブリッシング
[8]
문서
[9]
문서
[10]
논문
戦時形電機EF13から復興電機EF15・16まで
2006-12-01
[11]
논문
戦時形電機EF13から復興電機EF15・16まで
2006-12-01
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